一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法技术

技术编号:41303068 阅读:25 留言:0更新日期:2024-05-13 14:49
本发明专利技术涉及一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法,首先建立包含金属液、结晶器铜板和冷却水的三维流动和凝固传热数学模型,并据此获得连铸结晶器内凝固铸坯三维温度场以及铜板热面和冷面的热流密度;然后将凝固铸坯温度场作为热载荷加载到所建立的二维热‑弹‑粘塑性有限元模型中进行热‑力耦合仿真获得凝固铸坯的变形量;再将结晶器铜板温度场作为热载荷加载到建立的考虑了铸坯变形量的三维含有水冷结构的热‑弹性有限元模型中进行热‑力耦合计算获得结晶器铜板/铜管的变形量;最后将凝固铸坯和结晶器铜板的变形量进行叠加即可获得尽可能不产生气隙的高精度连铸结晶器内腔锥度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连续浇铸成型,尤其涉及一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法


技术介绍

1、作为连铸机“心脏”的结晶器,其传热能力对连铸机的生产效率以及最终的铸坯质量起着决定性作用。在诸多影响连铸结晶器传热的因素中,例如冷却水、铜板结构、操作条件和内腔锥度等,结晶器内腔锥度设计是最重要的。连铸过程中,经浸入式水口注入结晶器内腔中的钢液受到强制水冷结晶器的冷却作用,从弯月面开始逐渐凝固直至结晶器出口形成具有一定厚度的坯壳。而伴随在钢液凝固成坯壳的过程中凝固铸坯的收缩变形将同时发生,继而造成凝固坯壳表面与结晶铜板热面因分离而产生气隙,特别是在结晶器的中下部和角部,其厚度沿拉坯方向会持续增大。由于气隙本身的导热能力很弱,因此,结晶器内存在气隙时将显著降低其的传热能力,进而造成凝固铸坯温度分布和坯壳厚度的不均性,体现在最终的产品时将出现铸坯表面和亚表面裂纹、纵裂纹等质量缺陷,严重时甚至会发生漏钢事故。为了消除结晶器内的气隙进而提高其传热能力,将结晶器内腔设计成倒锥度以弥补凝固铸坯收缩后出现的缝隙是最行之有效的手段。

2、结晶器倒锥度是结晶器最重要的参本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:参考实际连铸结晶器结构,建立包含金属液、结晶器铜板和冷却水三者耦合的流动和凝固传热数学模型,之后确定相关材料的物性参数和模型仿真的边界条件,并依据此模型数值仿真计算得到凝固铸坯的三维温度场分布以及结晶器铜板热面和冷面的热流密度分布。

3.根据权利要求1所述的一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:

4.根据权利要求1所述的一种提高连铸结晶...

【技术特征摘要】

1.一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法,其特征在于,所述步骤s1具体包括:参考实际连铸结晶器结构,建立包含金属液、结晶器铜板和冷却水三者耦合的流动和凝固传热数学模型,之后确定相关材料的物性参数和模型仿真的边界条件,并依据此模型数值仿真计算得到凝固铸坯的三维温度场分布以及结晶器铜板热面和冷面的热流密度分布。

3.根据权利要求1所述的一种提高连铸结晶器内腔锥度设计精度的方法,其特征在于,所述步骤s2具体包括:

4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐佩刘华松张宇潘栋张凯伦张翔宇
申请(专利权)人:鞍钢集团北京研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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